العلوم الفيزيائية — قياس درجة الحرارة وأنواع الترمومترات — الأولى متوسط — المنهاج الجزائري

الدرس 2: قياس درجة الحرارة وأنواع الترمومترات

1. مفهوم درجة الحرارة

درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية لجزيئات المادة. كلما زادت حركة الجزيئات ارتفعت درجة الحرارة. تقاس درجة الحرارة بأجهزة تسمى الترمومترات (مقاييس الحرارة). توجد عدة تدريجات حرارية منها: سلسيوس (°C) وهو الأكثر استخداماً، كلفن (K) ويستخدم في العلوم، وفهرنهايت (°F) ويستخدم في أمريكا.

2. أنواع الترمومترات

الترمومتر الزئبقي: يعتمد على تمدد الزئبق بالحرارة، مناسب للقياسات السريرية والغرفة، دقيق لكن الزئبق سام. الترمومتر الكحولي: يستخدم الكحول الملون بدل الزئبق، مناسب للأجواء الباردة جداً (حتى -80°C). الترمومتر الرقمي: يعمل بمستشعر إلكتروني، دقيق وسريع وآمن. الترمومتر بالأشعة تحت الحمراء: يقيس درجة الحرارة عن بعد دون ملامسة (جبهة المريض).

3. مبدأ عمل الترمومتر السائل

يعتمد عمل الترمومتر السائل على خاصية التمدد الحراري للسوائل. عندما ترتفع درجة الحرارة يتمدد السائل فيصعد في الأنبوب الشعري الضيق. عندما تنخفض درجة الحرارة ينكمش السائل فيهبط. الأنبوب الشعري ضيق جداً لملاحظة تغيرات صغيرة في الحجم. الخزان يحتوي على كمية السائل الأساسية. التدرج الموجود على الأنبوب يسمح بقراءة درجة الحرارة.

4. التحويل بين تدريجات الحرارة

التحويل من سلسيوس إلى كلفن: K = °C + 273,15. التحويل من سلسيوس إلى فهرنهايت: °F = (°C × 9/5) + 32. التحويل من فهرنهايت إلى سلسيوس: °C = (°F – 32) × 5/9. أمثلة: 0°C = 32°F = 273,15K. 100°C = 212°F = 373,15K. 37°C (حرارة الجسم) = 98,6°F = 310,15K.

5. مثال تطبيقي

حول 40°C إلى فهرنهايت وإلى كلفن.

الحل: °F = (40 × 9/5) + 32 = 72 + 32 = 104°F. K = 40 + 273,15 = 313,15K.

6. تمارين

التمرين الأول: حول 25°C إلى فهرنهايت وكلفن.

التمرين الثاني: درجة حرارة 95°F حولها إلى سلسيوس.

للمزيد: درس الكهرباء والتيار الكهربائي و درس الظواهر الكهربائية.